Способ измерения показателя преломления ионизированных газовых сред

315 ОО Союз Соеетскик Содиалиетичесних Реопублин.ЧПК 6 01 п 21,00 Комитет по деламизобретений и открытипри Оовете МиинетреЕВЕР УДК 533,9,08(088.8) 8 Л 11.1972, Бюллетень Ло 2 ания описания 18 Л 111.1972 Опубликовано Дата опубли ил 5. "."ГтГ Ут 51;"Авторы зобретени г Пятницкии орооки нергетический институт им, Г. М. Кржижановско Заявитель ОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ 11 ОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ИОНИЗИРОВАННЫХ ГАЗОВЫХ СРЕДЙзобретение относится к способам измере иия показателя преломления ионизированиых газовых сред путем лазерной многолучевои интерферометрии.Известен способ измерения показателя преломления ионизированных газовых сред путем иропускания лазерного излучения через интерферометр с резонатором, частично заполненным исследуемой средой, и определения смещения кривой пропускания интерферометра в пределах одного максимума. Недостаток известного способа заключается в том, что он обеспечивает точное, в пределах одного максимума пропускания, измерение показателя преломления только на одной зондирующей частоте. Однако при частично ионизированной газовой среде нужно одновременно определить несколько параметров плазмы, таких как концентрация электронов, ионов, нейтральных атомов или молекул и др. Для этого необходимо измерять дисперсию показателя преломления, т. е. показатель преломления на нескольких частотах, и при этом в течение длительного времени.Целью изобретения является обеспечение измерения дисперсии показателя преломления при сохранении высокой точности измерений на каждой частоте в широком временном интервале. ЦЕЛЬ дОСтИГастея тСМ, Ч ГО Изпу Шиис Лазера генерируют одиоврсмс:шо иа несколх частотах Ио числу огредсл 5 эсмьх параметров иошзироваиной среды), поддерживают НО- с 1051 Н 1 ызг Н 1 эОиускапис и 1 те 1 эрс 1 э 051 ст 1 эа 111 Одной из асгог, помещают ь рсзоиагор шэерферометра Н.1 и лазеры) элсмс т из ВсщссВа с замстиои диспсрспс и, мен 51 я параметры этого вещества, дооиваотс 1 иример ОГО Выиолиспи 51 услОВН 5 1 эс 30 иаиса наостальных раоочпх частотах,Осле чего измсэ 5110 т изэ 1 енс 1 ия Н 1 эоиускания иитср 1 эер 03 сгра на этих частота 1 х, ОоуслОВлсииь 1 с изхсисии 5 Л 1 и в исследуемой среде.Д;1 я 00 сссчсия нсООходи м 011 т ОнОс Ги изберсни Од 1 Оврсмсии 0 иа ьссх раООчих чс 1 стотсчсиис дл.1 Ольиого Вр мсии излучениелазера иа однои из частот -, Нрошсдшсс ч.- р с 3 и ит ср ф с 1 э О м с 1 р, н а и 1 э а В,15 10 т В с и с Г с м ) 00 эатнои СВ 531, с 1,0 мощшо ОТОэои иоддсрЭННВа 10 т НОС 1051 И 1 ыз 1 пропуск 1 Нис иитсрфсэО эст 1 эа и, СГ 1 сдОВГ 1 Гсг 1 ь 10, ОТНОситс,1 ьиыс Ои Ги ческис дл 1 шы лазсра и интсрфсроэсг 1 эа иа даннОН частоте Г,). 13:1 снснис 01 ИОСН 1011 ь 1 ых 25 онт сских дл и лазера и.и иигсрфсромстра,Вызванное иаразитиыхш песаоигьиост 5151 и или измененияь 1 Н В исслсдЭ сэОи с 1 эсдс НОМ- пенснруют с помощью системы Обратиои св 513) изз 1 сняя Гсоъ 1 ст 1 эическую длину иитс 1 э 30 ферометра. Так как паразитиыс исстабиль315100 Предмет изобретения Сосгавителв Ь, Кононов Текред Л. КуклинаКорректор Г. Запорожец Редактор Т. Орловская Заказ 2544/1 О Изд. ЛЬ 1 ОЧ 4 Тираж 406 Подписное ЦН 11 ИПИ 1(очнтета по делаги изобретений и открытий прп Совете Министров СССР гМосква, )К, Раушская наб д. 4,5 Типография, пр. Сапунова, 2 ности не имеют дисперсии, то система обратной связи автоматически компенсирует изменения относительных оптических длин лазера н интерферометра, вызванные паразитными нсстабильностями, не только на частоте но и на всех рабочих частота,: ;, Если в исследуемой среде на длинеизменения показателя преломления на частотах , составляют Ли;, то изменения оптических длин интерферометра на этих частотах равны 1 Лл,. Однако система обратной связи изменяет геометрическую длину интерферометра на величину - Оп;. Поэтому результирующее изменение оптических длин интерферометра на частотах тк окажется равным (Ъг; - Хп,), 11 аличие дисперсии в исследуемой среде, когда Лп; неодинаковы и Хп;Хпобеспечивает различные изменения пропускания интерферометра на разных рабочих частотах. Эти изменения регистрируют, и по ним определяют значения показателя преломления на выбранных частотах.Данный способ дает возможность проводить измерения в широком временном интервале, поскольку никаких ограничений на систему обратной связи не накладывают и с ее помощью компенсируют паразитные нестабильности на всех рабочих частотах в течение длительного времени.Важным условием проведения измерений является совпадение мод лазера с максимумами пропускания интерферометра (т. е. выполнение условия резонанса) на всех частотах генерации лазера. При измерениях известным спсобом это условие легко выполнимо,В случае многочастотной генерации условие резонанса выполняют одним из двух способов, Наиболее простой способ заключается в том, что в резонатор интерферометра вводят элементы вещества, каждый из которых имеет аномальную дисперсию на одной из рабочих частотах. Меняя длину этих элементов, выполняют условие резонанса отдельно на каж дой из частот. Лномальная дисперсия ухудшает добротность резонатора интерферометра из-за повышенного поглощения излучения, Допустимо также применение для обеспечения резонанса одного элемента из вещества, 10 обладающего обычной дисперсией в областигенерируемых лазером частот. В этом случае, меняя длину элемента, добиваются выполнения условия резонанса одновременно на каждой частоте приближенно, с точностью до 15 полуширины аппаратной функции интерферометра. 20 Способ измерения показателя преломленияион из и ров анных газовых сред путем пропускания лазерного излучения через интерферометр с резонатором, частично заполненным исследуемой средой, например плазмой, 25 и определения смещения кривой пропусканияинтерферомстра в пределах одного максимума, отличающийся тем, что, с целью измерения дисперсии показателя преломления среды, излучение лазера генерируют одновременно З 0 на нескольких частотах, поддерживают постоянным пропускание интерферометра на одной частоте, помещают в резонатор интерферометра дополнительное тело с заметной дисперсией и, меняя параметры этого тела, 35 добиваются примерного выполнения условиярезонанса на всех рабочих частотах, после чего измеряют изменение пропускания интерферометра на этих частотах, вызванные изменениями в исследуемой среде.